基础夯实
1．(2013·寿光现代中学高二期中)在下列四幅交流电的图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是( )
答案：C
解析：我国日常生活所用交流电的峰值为311伏，周期为0.02s所以C项正确。
2．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311V，当它接入220V照明电路上，这个灯将( )
A．灯不亮 B．灯丝将烧断
C．只能暗淡发光 D．能正常发光
答案：D
解析：电灯的额定电压为U＝＝V＝220V，当它接入220V的照明电路上时能正常发光。
3．甲交变电流的电压随时间变化规律为u甲＝141sin(100t＋)V，乙交变电流的电压随时间的变化规律为u乙＝311sin(100t＋)V，比较甲、乙两电流( )
A．甲的峰值是282V，乙的峰值是622V
B．甲、乙的周期都是100s
C．甲的频率f甲等于乙的频率f乙
D．甲、乙的相位差不变，是
答案：CD
解析：甲、乙的峰值分别是141V和311V，A错误；甲、乙的周期T＝≈6.28×10－2s，B错误；甲、乙的周期相等，频率也相等，即f甲＝f乙，C正确；Δφ＝φ甲－φ乙＝，频率相同，相位差不变，D正确。
4.
交流电源输出的电压U随时间t变化的图线如图所示，则下列说法正确的是( )
A．交变电流的频率为50Hz
B．交变电流的周期为2s
C．交变电压的最大值为220V
D．交变电压的有效值为220V
答案：AC
解析：由图象可知，交流电的周期为T＝2×10－2s，频率f＝＝50Hz，交变电压最大值为220V，有效值为220V，故选项A、C正确。
5．(2013·北京第六十六中学高二期中)如图所示，将R＝220Ω的电阻接入电压u＝311sin314t V的交流电路中，则( )
A．电压表示数是311V
B．电压表示数是157V
C．电流表示数是1A
D．R消耗的功率是311W
答案：C
解析：电压表、电流表的示数均为有效值，U＝≈220V，I＝＝1A。
Q＝I2R＝220W。
6．(2013·安溪一中高二期中)两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是( )
A．1:2 B．1:4
C．1: D．1:1
答案：A
解析：正弦交流电的有效值I1＝，
方形交流电的有效值I2＝Im
根据Q＝I2R得Q1:Q2＝1:2。
7.
如图所示是某正弦交变电流的图象，根据图象求其峰值、周期和角速度，并写出交变电流的瞬时值表达式。
答案：2A 0.02s 100πrad/s i＝2sin100πt(A)
解析：由图象可知，交变电流的周期为T＝0.02s，
角速度为ω＝＝100πrad/s
故其瞬时值表达式为i＝Imsin100πt
当t＝0.0025s时，i＝1.414A
所以Imsin(100π×0.0025)＝1.414A
解得Im＝2A
所以i＝2sin100πt(A)
能力提升
1．好多同学家里都有调光电灯和调速风扇，过去是用变压器来实现的。缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速，现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。如图所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内，前周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为( )
A．Um/2 B．Um/
C．Um/2 D.Um
答案：A
解析：每个二分之一周期被截去周期，原电源为正弦交流电，一个周期可以看成只剩半个周期的电压，利用有效值的定义，得()2××T＝×T，所以U＝，故A正确。
2．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A．电压表的示数为220V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡实际消耗的功率为484W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
答案：D
解析：电动势的有效值为E＝Em＝220V，所以电流的有效值为I＝＝＝2.2(A)
所以电压表示数应为U＝2.2×95＝209(V)，选项A错；交流电的频率为f＝＝50 Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B错；灯泡实际消耗的功率为P灯＝I2R＝2.22×95.0 W＝459.8 W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5.0×1J＝24.2 J，选项D对。
3．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图所示，此空调器运转1h用电( )
A．1.0度 B．1.5度
C．2.0度 D．2.5度
答案：B
解析：由图象知，电功率随时间的变化周期为15min，前5min为0.5kW，后10min为2kW。设电功率的有效值为P，周期为T，据有效值定义有P1＋P2＝PT
将P1＝0.5kW，P2＝2kW代入得：P＝1.5kW。
此空调1h用电W＝Pt＝1.5度。
4．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R(m)，让它在磁感应强度为B(T)、方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动，转速为n(r/s)。导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P(W)的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则灯泡的电阻为( )
A. B.
C. D.
答案：B
解析：由线圈在磁场中匀速转动所产生的感应电动势的最大值Em＝BSω和ω＝2nπ可知，
Em＝B·πR2·2nπ＝π2R2nB，
所以有效值E＝。
由于小灯泡正常发光，所以R＝＝，
B正确。
5．日光灯接入的是交变电流，在一个周期里，日光灯明暗交替两次，也就是说日光灯实际上是时明时暗的，在一秒钟的时间里，亮一百次，暗一百次，那么为什么我们感觉不到日光灯的闪烁呢？
答案：这是由于人的视觉有一个暂留现象。视觉神经受到外界光的刺激作用消失后，视觉还会保留一个短暂的时间，这个时间大约是～s，而日光灯两次发光之间的时间还不到一个周期的，就是不到s，所以就感觉不到它的“熄灭”了。如果我们伸开手掌，在日光灯下挥动，就会看到一片明暗相间、闪烁不定的现象，跟在普通的白炽灯光下挥动手掌看到的现象不同，这就是由于日光灯忽明忽暗的缘故。
6．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝1.0Ω，所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBmScos(t) ，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化，求：
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；
(2)小灯泡消耗的电功率；
(3)在磁感应强度变化的0～的时间内，通过小灯泡的电荷量。
答案：(1)8.0V (2)2.88W (3)4.0×10－3C
解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2s，所以
Em＝nBmSω＝＝8.0V
(2)电流的最大值Im＝＝0.80A
有效值I＝＝A
小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88W
(3)在0～时间内，电动势的平均值＝
平均电流＝＝
通过灯泡的电荷量Q＝Δt＝＝4.0×10－3C
课件57张PPT。成才之路·物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 · 选修3-2 课堂情景切入 方法警示探究 知识自主梳理 重点难点突破 考点题型设计课后强化作业 知识体系构建
